逆Fアンテナの短絡部について

質問

右の図のような逆Fアンテナというアンテナがありますが、これは
(1)から給電して、(2)は導体板にショートしますよね、　　　　　　━┳┓
すると(1)と(2)が直接つながったような閉ループができます。　　　(1)(2)　

これは家庭用コンセントの2つの穴に針金を突っ込んだ
のと同じに思えてなりません。

なぜ、逆Fアンテナは火花が飛んだりしないのですか？電源に負担はないんですか？
放射原理が全くわかりません、どうか教えてください！

私はアンテナについて勉強し始めたばかりの学生で理解できないことばかりです。
よろしくお願いします。

回答No.1

tnt · ベストアンサー

１→２のところは、波長に対して無視できないほど長いので
単純にショートをした事にはなりません。
コンセントでたとえてみれば、トランスが接続されたイメージになります。

さて、アンテナを放射するものと考えると分かりにくくなります。
「場」を作るものと考えてください.
つまり、空間にエネルギーのある場を作り、
それを非常に早く変化させる事で
波を放出するのです。

逆Ｆでは、２～先端　がその場をつくるためのエレメントとなります。
で、２の点はアース（０Ω）です。先端は開放端（∞Ω）です。
このエレメントにエネルギーを与えるのであれば、適度な
抵抗がある場所が良いですから、
中間点（１）に給電してやります。

実際は、先端～２の１相電流と、１～２の零相電流で
空中線は解析されます。
ここらへんは良く教科書に載っている
折り返し給電線の解析例を参考にしてください.

お礼

アンテナのとらえ方、逆Fの放射原理、とてもわかりやすい回答をこんなに早くいただけてうれしいです。ありがとうございました。

回答No.2

Umada

アンテナを勉強し始めて、それまでの常識が通じなくてこんがらがるのはこの辺ですね。(私自身、うまく説明できるほど理解していなくて申し訳ないのですが)

上図の接続ではショートしているように見えますし、直流なら確かにショートです。
ところが電源の周波数が高くなり、波長が短くなってアンテナのサイズと波長とが同じオーダーの大きさになるとお話が変わってきます。連続した導線や導体の中でも電圧や電流が場所によって異なってくるのです(もちろん、時々刻々にも変化します)。これはF型アンテナに限らず、ほとんどの高周波線路やアンテナに当てはまることです。

私はF型アンテナをよく知らないのですが、お話を伺う限りは(2)点で無限平面の導体板に接続し、その導体板の(1)付近の一点と、(1)の点との間に給電する、と理解しましたがよろしいでしょうか。
そのように仮定してお話を進めるとしますと、電位が分布を持つために(1)と(2)の電位は同じとはならず、また導体板の給電部と(2)の電位も同じではありません。これが「直流ではショートでも高周波ではショートでない」理由です。

なお導体板は上半分の電流分布の鏡像をつくり出す働きをします。則ち、ちょうど
━┳━━┓
　　　　┃
━┻━━┛
のようなアンテナを形成したことに当たると考えればよいと思うのですが・・・いかがでしょう?

お礼

高周波ではショートでない理由がわかりました。連続した導線や導体の中でも電圧や電流が場所によって異なってくるというのはとても大切です。ありがとうございました。